DE102008025480B3 - Control device and method for influencing the engine speed and the degree of slip of a coupling of a marine propulsion system - Google Patents
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Abstract
Steuereinrichtung und Verfahren zur Beeinflussung der Drehzahl eines Motors (3) sowie des Schlupfgrads einer diesem nachgeschalteten Kupplung eines Getriebes (5) eines Schiffsantriebes über eine elektronische Steuereinheit (2) nach Maßgabe eines manuellen Kommandogebers (1) zur Wahl der Drehrichtung sowie der Fahrtgeschwindigkeit, wobei beim Einkuppeln der Kupplung zur Einleitung einer Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt eine Schlupfvorgabeeinheit (10) der elektronischen Steuereinheit (2) den Schlupfgrad der Kupplung nach Maßgabe einer Rampenfunktionskennlinie zur Verringerung des Kupplungsschlupfes (s) während einer Einkupplungszeitdauer (t) beeinflusst.Control device and method for influencing the rotational speed of a motor (3) and the degree of slip of this downstream clutch of a transmission (5) of a marine propulsion via an electronic control unit (2) in accordance with a manual command generator (1) for selecting the direction of rotation and the travel speed, said upon engagement of the clutch to initiate forward or reverse travel, a slip command unit (10) of the electronic control unit (2) influences the degree of slip of the clutch in accordance with a ramp function characteristic to reduce clutch slip (s) during an engagement period (t).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung sowie ein Verfahren zur Beeinflussung der Drehzahl eines Motors sowie des Schlupfgrades einer diesem nachgeschalteten Kupplung eines Schiffsantriebes über eine elektronische Steuereinheit nach Maßgabe eines manuellen Kommandogebers zur Wahl der Drehrichtung sowie der Fahrtgeschwindigkeit.The The present invention relates to a control device and a Method for influencing the speed of a motor and the Slip levels of this downstream clutch of a marine propulsion system via a electronic control unit according to a manual command transmitter for selecting the direction of rotation and the travel speed.
Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich auf Schiffsantriebe, vorzugsweise für den Bereich des Yachtenbaus. Hier kommen gewöhnlich verbrennungsmotorgetriebene Schiffsantriebe mit vorzugsweise einem oder zwei Schiffsschrauben zum Einsatz. Diese werden über ein dem Motor nachfolgenden Getriebe in Drehbewegung versetzt. Während der Motor gewöhnlich hinsichtlich seiner Drehzahl steuerbar ist, um die Fahrtgeschwindigkeit des Schiffes festzulegen, ist das Getriebe hinsichtlich der Drehrichtung schaltbar, um eine Wahl zwischen Voraus- oder Zurückfahrt zu treffen.The Field of application of the present invention extends to marine propulsion, preferably for the area of yacht building. Here usually come engine-driven engines Marine propulsion with preferably one or two propellers for use. These are about a transmission following the motor is set in rotary motion. During the Engine usually in terms of its speed is controllable to the driving speed of the ship is the gearbox with regard to the direction of rotation switchable to a choice between advance or return journey hold true.
In vielen Fällen ist in das Getriebe auch eine hinsichtlich ihres Schlupfgrades verstellbare Kupplung integriert, wobei durch Variation des Kupplungsschlupfes eine Schleichfahrt (Trolling) steuerbar ist. Bei dieser Schleichfahrt bleibt die Motordrehzahl üblicherweise im Bereich der Leerlaufdrehzahl konstant, während die Fahrgeschwindigkeit des Schiffes durch Variation des Schlupfgrades der Kupplung bestimmt wird. Eine auf diese Weise erzeugte Schleichfahrt kann beispielsweise beim Langsamfahren im Hafen oder beim Hochseeangeln genutzt werden.In many cases is in the gear also adjustable in terms of their degree of slip Coupling integrated, whereby by variation of the clutch slip a crawl (trolling) is controllable. At this slow speed the engine speed usually remains in the range of idling speed constant, while the driving speed of the ship by varying the degree of slip of the coupling becomes. A crawl generated in this way, for example be used during slow driving in the harbor or deep sea fishing.
Aus
der
Die für die Regelung des Kupplungsbetriebs erforderlichen Sensormittel führen zu einem recht hohen elektronischen Aufwand. Weiterhin erfolgt die herbeigeführte Veränderung des Schlupfgrades der Kupplung sprunghaft. Denn der Stellwert für die verstellbare Kupplung wird unmittelbar entsprechend der Sollwertvorgabe geändert. Dies führt insbesondere beim Manövrieren zu einer hohen mechanischen Belastung des Antriebsstrangs.The for the Regulation of the coupling operation required sensor means lead to a fairly high electronic effort. Furthermore, the induced change takes place the degree of slip of the clutch leaps and bounds. Because the control value for the adjustable Clutch is changed immediately according to the setpoint specification. This leads in particular while maneuvering to a high mechanical load of the drive train.
Die
In einer Trolling-Betriebsart wird die Kupplung nach Schalten der Fahrtrichtung vollständig geschlossen und die Beschleunigungsphase wird durch Übermittlung eines Steuersignals, welches der aus einer Reduzierung der Trolling-Drehzahl resultierenden negative Verstellgradient eines Steuerhebels ist, an die Steuerelektronik durch Überführen der Kupplung in den geregelten Schlupfbetrieb beendet. Weitere Angaben, auf welche Weise der Schlupfgrad während des geregelten Schlupfbetriebs geändert wird, sind diesem Stand der Technik nicht entnehmbar.In a trolling mode, the clutch is after switching the direction of travel Completely closed and the acceleration phase is through transmission a control signal, which from a reduction of the trolling speed resulting negative Verstellgradient a control lever is on the control electronics by transferring the Clutch in the controlled slip mode ended. More information, in which way the degree of slip during the controlled slip operation will be changed, are not removable from this prior art.
Aus
der
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Steuereinrichtung für einen Schiffsantrieb zu schaffen, welche in technisch einfacher Weise einen antriebsschonenden Einkupplungsvorgang für eine insbesondere leistungsstarke Motorisierung gewährleistet.It Therefore, the object of the present invention is a control device for one To create marine propulsion, which in a technically simple manner a drive-friendly clutching operation for a particularly powerful Motorization guaranteed.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Steuereinrichtung gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Verfahrenstechnisch wird die Aufgabe analog durch Anspruch 5 gelöst. Im Hinblick auf eine gesamte Schiffsantriebsanordnung wird auf Anspruch 9 verwiesen. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The The object is based on a control device according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features solved. Technically, the object is achieved analogously by claim 5. In terms of on an entire ship propulsion arrangement is made to claim 9. The each referenced dependent claims give advantageous developments of the invention again.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass beim Einkuppeln der schlupfverstellbaren Kupplung zur Erleichterung einer Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt eine Schlupfvorgabeeinheit der elektronischen Steuereinheit den Schlupfgrad der Kupplung nach Maßgabe einer Rampenfunktionskennlinie zur Verringerung des Kupplungsschlupfes während einer definierten Einkupplungszeitdauer beeinflusst.The invention includes the technical teaching that when engaging the slip adjustable Clutch to facilitate a forward or reverse drive a slip default unit of the electronic control unit, the degree of slip of the clutch in accordance with a ramp function characteristic for reducing the clutch slip during a defined engagement period influenced.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass hiermit ein sanftes Einkuppeln, insbesondere beim Wechsel der Fahrtrichtung, in einfacher signalverarbeitungstechnischer Weise erzielt wird. Denn die Kupplung wird nicht durch einen Stellwertsprung angesteuert, sondern ändert den Stellwert allmählich in Richtung des gewünschten Kupplungsschlupfes. Hierdurch wird die volle Leistung des Schiffsantriebes nicht eingeschränkt, sondern lediglich der Einkupplungsvorgang antriebsschonend durchgeführt. Darüber hinaus hat der Schiffsführer durch das dank Rampenfunktionskennlinie langsamere Beschleunigen mehr Zeit, die gewünschte Manövriergeschwindigkeit einzustellen, bevor wieder ausgekuppelt werden muss. Hierdurch wird das Manövrieren einfacher und zu dem auch sicherer. Die hinsichtlich ihres Schlupfes verstellbare Kupplung überträgt bei maximalem Schlupf kein Drehmoment und schließt die Kupplung beim geringsten Schlupf. Dieser Bereich kennzeichnet den Kupplungsschlupf „s”. Die Einkupplungszeitdauer „t” zum sanften Einkuppeln liegt vorzugsweise im Bereich weniger Sekunden, ganz vorzugsweise im Bereich zwischen 1 bis 2 Sekunden. Es wird vorgeschlagen, bei größeren Schiffen, mit trägeren zu bewegenden Massen und Schiffen mit geringerem Leistungsüberschuss, eine kürzere Einkupplungszeitdauer „t” zu wählen.Of the Advantage of the invention is solution in particular, that hereby a smooth engagement, in particular when changing the direction of travel, in a simple signal processing technology manner is achieved. Because the clutch is not by a control value jump driven, but changes the control value gradually in the direction of the desired Clutch slip. As a result, the full power of the ship propulsion not limited, but only carried out the coupling operation drive friendly. Furthermore has the skipper thanks to the ramp function characteristic slower acceleration more time, the desired maneuvering speed set before it must be disengaged again. This will the maneuvering easier and safer too. The regard to their slippage adjustable clutch transmits at maximum Slip no torque and closes the clutch at the lowest Slip. This area identifies the clutch slip "s". The engagement period "t" for gentle Engaging is preferably in the range of a few seconds, completely preferably in the range between 1 to 2 seconds. It is suggested, for larger ships, with slower moving masses and vessels with less power surplus, a shorter one Einkupplungszeitdauer "t" to choose.
Gemäß einer der Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass die elektronische Steuereinheit den vom manuellen Kommandogeber vorgegebenen Fahrbefehl gesplittet, also gleichzeitig, einer ersten Umsetzereinheit zur kennliniengesteuerten Ermittlung eines Motordrehzahlsignals für den nachgeschalteten Motor sowie auch einer zweiten Umsetzereinheit zur kennliniengesteuerten Ermittlung eines Drehrichtungssignals für die nachgeschaltete Kupplung zuführt. Die erfindungsgegenständliche Schlupfvorgabeeinheit kann der zweiten Umsetzereinheit nachgeschaltet werden, um ihre Funktion zur Kupplungsansteuerung zu erfüllen. Damit ist die Schlupfvorgabeeinheit optimal entlang des Signalflusses platziert, um ihre gewünschte Wirkung eines sanften Einkuppelns ausführen zu können.According to one improve the invention measure It is suggested that the electronic control unit should use the manual commander given travel command split, so simultaneously, a first converter unit for the characteristic-controlled determination an engine speed signal for the downstream engine as well as a second converter unit for the characteristic-controlled determination of a direction of rotation signal for the downstream Coupling feeds. The subject invention Slip default unit can be connected downstream of the second converter unit to fulfill their clutch control function. In order to the slip default unit is optimal along the signal flow placed to your desired Effect of gentle engagement.
Gemäß einer anderen die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, in die Signalverarbeitung zwischen der ersten Umsetzereinheit und dem Motor eine Drehzahlbegrenzungseinheit einzufügen. An dieser Stelle des Signalflusses wird somit die Motordrehzahl auf einen für insbesondere den Trolling-Betrieb geeigneten Bereich begrenzt, um in Zusammenwirken mit der erfindungsgemäßen Schlupfvorgabeeinheit einen stabilen und durch den Schiffsführer manuell gut steuerbaren Antrieb sicher zustellen. Denn während die Rampenfunktion der Schlupfvorgabeeinrichtung aktiv ist, wird über die Drehzahlbegrenzung die Motordrehzahl in einen für den Trolling-Betrieb geeigneten Bereich gehalten.According to one another measure improving the invention is proposed in the signal processing between the first converter unit and To insert a speed limiting unit into the engine. At this point of the signal flow is thus the engine speed to one for in particular the trolling operation suitable range limited to in cooperation with the slip default unit according to the invention a stable and manually controllable by the skipper manually Ensure drive. Because while the ramp function of the slip default device is active is via the Speed limitation, the engine speed in a suitable for trolling operation Held area.
Um für den Schiffsführer ein bequemes Manövrieren zu ermöglichen, ist vorzugsweise durch den in herkömmlicher Bauart ausgeführten Kommandogeber der elektronischen Steuereinheit sowohl die Fahrtrichtung als auch die Fahrtgeschwindigkeit je nach gewählter Stellung mindestens eines Bedienhebels manuell vorgebbar.Around for the skipper a comfortable maneuvering to enable is preferably by the conventionally designed command transmitter the electronic control unit both the direction of travel and the speed of travel depending on the selected position of at least one Operating lever manually specifiable.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt. Die Figur zeigt eine blockschaltbildartige Darstellung eines Schiffsantriebsanordnung mit elektronischer Steuereinrichtung.Further, the invention improving measures will be described below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the single figure shown in more detail. The figure shows a block diagram representation of a marine propulsion arrangement with electronic control device.
Gemäß Figur
umfasst die Steuereinrichtung einen Kommandogeber
Die
elektronische Steuereinheit
Die
zweite Umsetzereinheit
Beim
Einkuppeln der Kupplung des Getriebes
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, mit der erfindungsgegenständlichen Lösung mehrere Getriebe mit hieran angeschlossenen Propellerwellen anzusteuern, um ein sanftes Einkuppeln des angeschlossenen Schiffsantriebs sicher zu stellen.The Invention is not limited to the preferred embodiment described above. It is rather also modifications thereof conceivable, which of the scope of the following claims are included. So it is also possible, for example the subject invention solution to control several gears with connected propeller shafts, for a gentle engagement of the connected ship propulsion safely to deliver.
- 11
- Kommandogebercommander
- 22
- Steuereinrichtungcontrol device
- 33
- Motorengine
- 44
- Antriebswelledrive shaft
- 55
- Getriebetransmission
- 66
- Propellerwellepropeller shaft
- 77
- Propellerpropeller
- 88th
- erste Umsetzereinheitfirst converter unit
- 99
- zweite Umsetzereinheitsecond converter unit
- 1010
- SchlupfvorgabeeinheitSlip setting unit
- 1111
- DrehzahlbegrenzungseinheitSpeed limiter
- 1212
- SignalsplittingleitungSignal splitting line
- 1313
- MotordrehzahlsignalEngine speed signal
- 1414
- DrehrichtungssignalDirection signal
- 1515
- KupplungsschlupfsignalClutch slip signal
- 1616
- Triggersignaltrigger signal
- 1717
- Schaltsignalswitching signal
Claims (12)
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